onductivitat tèrmica i índex de refracció no lineal dels compostos KRE(WO4)2 (RE=Gd,Y, Yb and Lu)

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada al Max Born Institute for Nonlinear Optics and Short Pulse Spectroscopy entre setembre i desembre 2007. Els materials monocristal•lins tungstats dobles de potassi i terra rara, KRE(WO4)2, a partir d'ara KREW, són en l'actualitat un material competitiu com a material actiu per sistemes de làser d'estat sòlid. Aquests materials monoclínics són fàcils de dopar amb altres densitats de ions lantànid, Ln3+, i a més presenten unes seccions eficaces d'absorció i d'emissió, molt elevades. Dins d’aquesta família, destaca el KLuW; degut als seus millors resultats com a material làser. Durant aquesta estada d’un mes al laboratori Max Born de Berlin, s’han realitzat les mesures de conductivitat tèrmica d’aquest material, per tal de obtenir el seu tensor de segon ordre de conductivitat tèrmica. El bombeig òptic dels materials làser d’estat sòlid genera calor com a resultat de la termalització en els multiplets, de les relaxacions no-radiatives i de les absorcions residuals (defectes, impureses). Per tant, el coneixement de les propietats tèrmiques de qualsevol material actiu és essencial pel disseny de la cavitat làser i l’avaluació de la funció làser, especialment en règims d’altes potències(...)

Strategies of use of a specific immunoglobulin-rich egg yolk powder in weaning piglets

Two experiments were performed to determine the best strategy of use of the product TRACTcare® 4P (ITPSA) (TC, specific immunoglobulin-rich egg yolk powder within an energetic fatty acid matrix) in piglets from weaning and for 6 weeks, in diets without or with inclusion of antibiotics. Each trial was performed with 144 piglets in 24 pens, in a completely randomized design blocked by initial body weight. Feeds were formulated according to animal requirements in two periods. In the first trial no antibiotics were included in the feeds and no room disinfection from previous trial was performed; treatments were: 1) Negative control (NC); 2) NC+TC on top of the feed within the hopper for the first 3 days on trial (30 g/pig×day), and eventually if diarrhea appeared (TCOT); 3) NC+TC ad libitum provided in an extra hopper within the pen (TCAL); and 4) NC+TC at 5 g/kg added to the feed in the mixer (TC5). In the second trial, treatments were: 1) Positive control: basal diet that included 250 mg/kg amoxiciline (BD)+100 mg/kg colistine (AC); 2) BD+2 g/kg TC (TC2A); 3) BD+5 g/kg TC (TC5A); and 4) BD+8 g/kg TC (TC8A). In diets without antibiotics, the product TC at 5 g/kg in the feed numerically improved BW by 8% compared to Control animals, while G:F was almost identical between both groups. When antibiotics were used in the feed, replacement of colistin at 100 mg/kg for TC at 2 g/kg in feed numerically improved the performance compared to Positive control animals (for the whole trial period ADG 8% better: 390 g vs. 361 g; G:F 1% better: 0.748 kg/kg vs. 0.742 kg/kg), possibly due to the stimulation of feed consumption at weaning. In both trials, the lower number of dead and culled animals from TC5 and TC2A together with higher BW represented an advantage over Control treatments of 6% to 10% animals more and 15% to 17% total BW more at the end of the trial.

Full Exploration of the Diels–Alder Cycloaddition on Metallofullerenes M3N@C80 (M=Sc, Lu, Gd): The D5h versus Ih Isomer and the Influence of the Metal Cluster

In this work a detailed investigation of the exohedral reactivity of the most important and abundant endohedral metallofullerene (EMF) is provided, that is, Sc3N@Ih-C80 and its D5h counterpart Sc3N@D5h-C80, and the (bio)chemically relevant lutetium- and gadolinium-based M3N@Ih/D5h-C80 EMFs (M=Sc, Lu, Gd). In particular, we analyze the thermodynamics and kinetics of the Diels–Alder cycloaddition of s-cis-1,3-butadiene on all the different bonds of the Ih-C80 and D5h-C80 cages and their endohedral derivatives. First, we discuss the thermodynamic and kinetic aspects of the cycloaddition reaction on the hollow fullerenes and the two isomers of Sc3N@C80. Afterwards, the effect of the nature of the metal nitride is analyzed in detail. In general, our BP86/TZP//BP86/DZP calculations indicate that [5,6] bonds are more reactive than [6,6] bonds for the two isomers. The [5,6] bond D5h-b, which is the most similar to the unique [5,6] bond type in the icosahedral cage, Ih-a, is the most reactive bond in M3N@D5h-C80 regardless of M. Sc3N@C80 and Lu3N@C80 give similar results; the regioselectivity is, however, significantly reduced for the larger and more electropositive M=Gd, as previously found in similar metallofullerenes. Calculations also show that the D5h isomer is more reactive from the kinetic point of view than the Ih one in all cases which is in good agreement with experiments

X-ray single crystal and powder diffraction: possibilities and applications

In this article the main possibilities of single crystal and powder diffraction analysis using conventional laboratory x-ray sources are introduced. Several examples of applications with different solid samples and in different fields of applications are shown illustrating the multidisciplinary capabilities of both techniques.

Effect of cocoa powder in the prevention of cardiovascular disease: biological, consumption and inflammatory biomarkers. A metabolomic approach

Numerous health benefits have been attributed to cocoa and its derived products in the last decade including antioxidant, anti-platelet and positive effects on lipid metabolism and vascular function. Inflammation plays a key role in the initiation and progression of atherosclerosis. However, cocoa feeding trials focused on inflammation are still rare and the results yielded are controversial. Health effects derived from cocoa consumption have been partly attributed to its polyphenol content, in particular of flavanols. Bioavailability is a key issue for cocoa polyphenols in order to be able to exert their biological activities. In the case of flavanols, bioavailability is strongly influenced by several factors, such as their degree of polymerization and the food matrix in which the polyphenols are delivered. Furthermore, gut has become an active site for the metabolism of procyanidins (oligomeric and polymeric flavanols). Estimation of polyphenol consumption or exposure is also a very challenging task in Food and Nutrition Science in order to correlate the intake of phytochemicals with in vivo health effects. In the area of nutrition, modern analytical techniques based on mass spectrometry are leading to considerable advances in targeted metabolite analysis and particularly in Metabolomics or global metabolite analysis. In this chapter we have summarized the most relevant results of our recent research on the bioavailability of cocoa polyphenols in humans and the effect of the matrix in which cocoa polyphenols are delivered considering both targeted analysis and a metabolomic approach. Furthermore, we have also summarized the effect of long-term consumption of cocoa powder in patients at high risk of cardiovascular disease (CVD) on the inflammatory biomarkers of atherosclerosis.

Effect of cocoa powder in the prevention of cardiovascular disease: biological, consumption and inflammatory biomarkers. A metabolomic approach

Numerous health benefits have been attributed to cocoa and its derived products in the last decade including antioxidant, anti-platelet and positive effects on lipid metabolism and vascular function. Inflammation plays a key role in the initiation and progression of atherosclerosis. However, cocoa feeding trials focused on inflammation are still rare and the results yielded are controversial. Health effects derived from cocoa consumption have been partly attributed to its polyphenol content, in particular of flavanols. Bioavailability is a key issue for cocoa polyphenols in order to be able to exert their biological activities. In the case of flavanols, bioavailability is strongly influenced by several factors, such as their degree of polymerization and the food matrix in which the polyphenols are delivered. Furthermore, gut has become an active site for the metabolism of procyanidins (oligomeric and polymeric flavanols). Estimation of polyphenol consumption or exposure is also a very challenging task in Food and Nutrition Science in order to correlate the intake of phytochemicals with in vivo health effects. In the area of nutrition, modern analytical techniques based on mass spectrometry are leading to considerable advances in targeted metabolite analysis and particularly in Metabolomics or global metabolite analysis. In this chapter we have summarized the most relevant results of our recent research on the bioavailability of cocoa polyphenols in humans and the effect of the matrix in which cocoa polyphenols are delivered considering both targeted analysis and a metabolomic approach. Furthermore, we have also summarized the effect of long-term consumption of cocoa powder in patients at high risk of cardiovascular disease (CVD) on the inflammatory biomarkers of atherosclerosis.

Pilas de combustible soportadas sobre el anodo de una sola camara basadas en electrolitos de ceria dopada con Gd

La utilización de electrolitos soportados en el ánodo es una estrategia muy útil para mejorar las propiedades eléctricas de las pilas de combustible de óxido sólido, debido a que permiten disminuir considerablemente el espesor de los electrolitos. Para este trabajo, se han preparado exitosamente pilas de combustible de óxido sólido con electrolitos de ceria dopada con Gd, Ce1-xGdxO2-y (CGO) soportados sobre un ánodo formado por un cermet de Ni/CGO. Dichas pilas se han instalado y caracterizado en un reactor de una sola cámara donde se ha hecho circular una mezcla de propano y aire. Para ello, se han preparado mezclas de polvos de NiO y de ceria dopada con gadolinia, con diferentes composiciones y tamaño de partículas, para obtener los ánodos con porosidades apropiadas y así utilizarlos como soporte del electrolito en las pilas. Los polvos de los electrolitos de CGO se han preparado por la técnica sol-gel y se han depositado por"dip coating" con diferentes espesores (15-30 ¿m) utilizando una tinta preparada a partir de partículas nanométricas dispersadas en una resina comercial. Los cátodos de La1-xSrxCoO3-S (LSCO) se han preparado también por la técnica sol-gel y se han depositado sobre la capa fina del electrolito. Finalmente, las propiedades eléctricas se han determinado en un reactor de una sola cámara dónde el propano se ha mezclado con aire sintético por encima del límite superior de inflamabilidad. En estas condiciones experimentales se han obtenido altas densidades de potencia estables, controlando las velocidades de flujo total de gas transportador y la presión parcial de propano.

Effect of cocoa powder on the modulation of inflammatory biomarkers in patients at high risk of cardiovascular disease

Background: Epidemiologic studies have suggested that flavonoid intake plays a critical role in the prevention of coronary heart disease. Because atherosclerosis is considered a low-grade inflammatory disease, some feeding trials have analyzed the effects of cocoa (an important source of flavonoids) on inflammatory biomarkers, but the results have been controversial. Objective: The objective was to evaluate the effects of chronic cocoa consumption on cellular and serum biomarkers related to atherosclerosis in high-risk patients. Design: Forty-two high-risk volunteers (19 men and 23 women; mean 6 SD age: 69.7 6 11.5 y) were included in a randomized crossover feeding trial. All subjects received 40 g cocoa powder with 500 mL skim milk/d (C+M) or only 500 mL skim milk/d (M) for 4 wk. Before and after each intervention period, cellular and serum inflammatory biomarkers related to atherosclerosis were evaluated. Results: Adherence to the dietary protocol was excellent. No significant changes in the expression of adhesion molecules on T lymphocyte surfaces were found between the C+M and M groups. However, in monocytes, the expression of VLA-4, CD40, and CD36 was significantly lower (P = 0.005, 0.028, and 0.001, respectively) after C+M intake than after M intake. In addition, serum concentrations of the soluble endothelium-derived adhesion molecules P-selectin and intercellular adhesion molecule-1 were significantly lower (both P = 0.007) after C+M intake than after M intake. Conclusions: These results suggest that the intake of cocoa polyphenols may modulate inflammatory mediators in patients at high risk of cardiovascular disease. These antiinflammatory effects may contribute to the overall benefits of cocoa consumption against atherosclerosis. This trial was registered in the Current Controlled Trials at London, International Standard Randomized Controlled Trial Number, at controlled-trials.com as ISRCTN75176807.

Preparació de materials híbrids orgànico-inorgànics a partir de sals d'imidazoli

Estudi elaborat a partir d’una estada a l’ Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier, França, durant 2006. S’han sintetitzat materials híbrids orgànico-inorgànics mitjançant el procés sol-gel i altres estratègies sintètiques. En alguns casos, s’ha intentat estructurar aquests materials, ja sigui per autoestructuració o per mitjà de tensioactius. Com a catalitzadors de les reaccions d'hidròlisi i policondensació s’han utilitzat àcids, bases i fluorurs. Els materials obtinguts s’han caracteritzat mitjançant diferents tècniques: BET (Brunauer-Emmett-Teller), TEM (microscopia electrònica de transmissió), SEM (microscòpia electrònica de rastreig), raigs X en pols , IR i RMN (ressonància magnètica nuclear) en estat sòlid. Amb aquests materials es pretén preparar catalitzadors heterogenis de Pd per reaccions d’acoblament creuat, i de Ru per reaccions de metàtesi. També s’han sintetitzat sals d'imidazoli amb cadenes hidrocarbonades llargues amb l'objectiu de preparar gels de sílice amb aquestes molècules atrapades dins la matriu inorgànica. Aquests materials s’utilitzaran com a organocatalitzadors i també es prepararan els corresponents catalitzadors de Pd per reaccions de Heck, Suzuki i Sonogashira. Les sals d’imidazoli s’han utilitzat com a tensioactius en la preparació de gels de sílice estructurats. Aquestes molècules han resultat ser cristalls líquids i s’han caracteritzar mitjançant DSC (differential scanning calorimetry), microscopia òptica i raigs X.

Determinació de la ubicació estructural dels ions Yb3+ i Nb3+ en Yb:RTP, Nb:RTP i (Nb,Yb):RTP

Estudi elaborat a partir d’una estada al Stony Brook University al juliol del 2006. El RbTiOPO4 (RTP) monocristal•lí és un material d' òptica no lineal molt rellevant i utilitzat en la tecnologia làser actual, químicament molt estable i amb unes propietats físiques molt destacades, entre elles destaquen els alts coeficients electro-òptics i l'alt llindar de dany òptic que presenta. En els últims anys s’està utilitzant tecnològicament en aplicacions d'òptica no lineal en general i electro-òptiques en particular. En alguns casos ja ha substituït, millorant prestacions, a materials tals com el KTP o el LNB(1). Dopant RTP amb ions lantànids (Ln3+) (2-4), el material es converteix en un material làser auto-doblador de freqüència, combinant les seves propietats no lineals amb les de matriu làser. El RTP genera radiació de segon harmònic (SHG) a partir d’un feix fonamental amb longituds d’ona inferiors a 990 nm, que és el límit que presenta el KTP.La determinació de la ubicació estructural i l’estudi de l'entorn local del ions actius làser és de fonamental importància per a la correcta interpretació de les propietats espectroscòpiques d’aquest material. Mesures de difracció de neutrons sobre mostra de pols cristal•lí mostren que els ions Nb5+ i Ln3+ només substitueixin posicions de Ti4+ (8-9). Estudis molt recents d'EPR (electron paramagnetic resonance) semblen indicar que quan la concentració d'ió Ln3+ es baixa, aquest ió presenta la tendència a substituir l'ió alcalí present a l'estructura (10).Després dels resultats obtinguts en el present treball a partir de la tècnica EXAFS a la instal•lació sincrotò del Brookhaven National Laboratory/State University of New York (Stony Brook) es pot concloure definitivament que els ions Nb s’ubiquen en la posició Ti (1) i que els ions Yb3+ es distribueixen paritariament en les dues posicions del Ti (1 i 2). Aquests resultats aporten una valuosa informació per a la correcta interpretació dels espectres, tant d’absorció com d’emissió, del material i per la avaluació dels paràmetres del seu comportament durant l'acció làser.

Comportamiento tribomecánico de sistemas de sustrato: recubrimiento duros

En aplicaciones como la conformación en frío, donde los metales duros recubiertos con películas de naturaleza cerámica son ampliamente empleados, la existencia de un contacto mecánico repetitivo induce tensiones Hertzianas y origina el fallo por fatiga. En este trabajo, se investigan diversos recubrimientos cerámicos depositados por deposición física desde fase vapor sobre calidades diferentes de metal duro y un acero rápido pulvimetalúrgico para evaluar sus respectivas respuesta al contacto y comportamiento a fatiga. El trabajo experimental incluye la caracterización de los sistemas mediante ensayos de rayado y nanoindentación y la evaluación de las curvas tensión-deformación de indentación esférica de los sustratos, tanto desnudos como recubiertos, poniendo especial atención en determinar las tensiones de contacto críticas asociadas a la deformación plástica y a la aparición de grietas circulares en la superficie recubierta. A este estudio, le siguen numerosos ensayos a fatiga a cargas inferiores a aquéllas identificadas como críticas bajo carga monotónica y para un número de ciclos comprendido entre 1.000 y 1.000.000 de ciclos. Los resultados experimentales indican que las películas cerámicas no parecen desempeñar un papel relevante en la aparición de la cedencia plástica, siendo la deformación plástica global controlada por la deformación del sustrato. No obstante, para tensiones elevadas de indentación durante el régimen plástico, existe la aparición de grietas circulares en los recubrimientos cerámicos. Además, la aparición de las mismas es sensible a la fatiga por contacto. Este análisis mecánico se complementa con una inspección detallada del daño generado en profundidad y superficie.

Estudi de la reductibilitat de catalitzadors basats en cobalt i el seu comportament en la reacció de desplaçament de gas d'aigua de CO

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada a la universitat d'Udine, Itàlia, entre setembre i desembre del 2006.S'han caracteritzat mitjançant la reducció a temperatura programada i tests catalítics catalitzadors en pols basats en cobalt i supostats en òxid de zinc i monòlits ceràmics funcionaliltzats també amb cobalt i òxid de zinc. L'addició de promotors (manganès, crom i ferro ) als catalitzadors en pols, preparats per impregnació i precipitació, no afecta significativament ni la temperatura a la qual té lloc la reducció ni al percentatge global de reducció. En els cicles de reducció-oxidació sí que s'observen diferències entre el primer perfil de reducció i els següents, especialment en el cas de la mostra que té ferro com a promotor, on les diferències s'accentuen en cicles successius (fins al quart). S'ha evaluat l'activitat d'aquests catalitzadors en la reacció de desplaçament de gas d'aigua, obtenint uns resultats satisfactoris. Finalment s'han realitzat reduccions a temperatura programada i tests catalítics en la reacció de desplaçament de gas d'aigua amb monòlits funcionalitzats amb cobalt i òxid de zinc (en cap d'ells s'ha introduït promotors). El nivell de conversió assolit és menor que en el cas de catalitzadors en pols, fet que s'associa a la geometria d'aquests sistemes catalítics, però la relació CH4/CO2 és més favorable que en els catalitzadors en pols, el que els converteix en sistemes molt selectius.

Preparació d'òxids mesoporosos mitjançant nanocasting

S’ha sintetitzat pel mètode de nanocasting pols nanomètrica d’In2O3, NiO i Co3O4 utilitzant diferents mesoestructures de sílice (SBA-16, SBA-15 i KIT-6) com a motlle rígid. Les rèpliques obtingudes s’han caracteritzat amb les tècniques de difracció de raigs X, microscòpia electrònica de rastreig, microscòpia electrònica de transmissió d’alta resolució i BET. L’òxid d’indi, l’òxid de níquel i l’òxid de cobalt obtinguts a partir de la sílice SBA-15 i KIT-6 conserven perfectament l’estructura mesopòrica del motlle, amb valors del diàmetre de porus al voltant dels 7-8 nm. Les rèpliques del motlle SBA-15 estan formades per nanofilaments llargs, mentre que les rèpliques de KIT-6 presenten una estructura hexagonal. A partir del motlle de tipus gàbia (SBA-16), si bé el Co3O4 obtingut és mesopòric, en els altres dos casos (In2O3 i NiO) no s’ha observat ordenament. Per a les rèpliques In2O3 KIT-6 i NiO SBA-15, la caracterització mitjançant BET ha permès corroborar el caràcter mesoestructurat de les mostres.

Efecto de la microestructura en el comportamiento mecánico de aceros de herramienta para trabajo en frío

El estudio desarrollado en la tesis doctoral profundiza en las relaciones existentes entre la microestructura y el comportamiento a rotura y fatiga de tres tipos de Aceros de Herramienta para trabajo en Frío, dos obtenidos por colada y un tercero mediante pulvimetalúrgia. En primer lugar se evaluaron los aspectos microestructurales relacionados con las dos vias de procesamiento empleadas, además del efecto del cambio en la composición química. Asimismo se documentó la influencia del trabajado en caliente sobre la isotropía microestructural. Considerando las caracteristicas microestructurales se evaluó el comportamiento a rotura en tres orientaciones referidas al sentido de la deformación en caliente. Para ello , se empleó la Mecánica de la Fractura Elástica Lineal como marco analítico. Los resultados fueron tratados siguiendo la estadística de Weibull. Para el caso de los aceros colados se implementa un analisis de curva-R para explicar el crecimiento subcrítico de grietas observado experimentalmente. El estudio del comportamiento a fatiga incluyó la determinación del limite a fatiga para todas la orientaciones microestructurales escogidas y el estudio de la cinetica de propagación de fisuras físicamente pequeñas para la orientación con mejor respuesta mecánica.